| 大孔吸附树脂的功能基改性及其对沙棘中黄酮类化合物分离行为的研究 | |
| 娄嵩 | |
| Subtype | 理学博士 |
| Thesis Advisor | 邸多隆 |
| 2012-05-25 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 |
| Degree Discipline | 分析化学 |
| Keyword | Mar 功能基改性 吸附模型 黄酮类化合物 沙棘 Macroporous Adsorption Resin Functional Groups Adsorption Models Flavonoids Hippophae Rhamnoides l |
| Abstract | 本论文以沙棘(Hippophae rhamnoides L.)中几种典型的黄酮类化合物为模板分子，以苯乙烯-二乙烯基苯系MAR(Macroporous adsorption resin, MAR)为研究对象，利用有机改性反应将氯甲基、胺基、N-甲基咪唑等特征功能基引入到树脂基体中，系统研究各功能基种类、含量等吸附作用和孔径、孔结构等筛分作用对分离效果的贡献度，并研究MAR吸附沙棘黄酮类化合物的吸附规律，阐明MAR与黄酮类化合物吸附选择性构效关系；通过理论研究建立用于描述MAR吸附分离过程中吸附作用力与吸附动力学行为的模型，为合成高选择性、专一性MAR的设计与制备提供理论指导，并为根据靶标分子的结构特征预测和筛选最佳MAR提供有规律可循的技术支持。 1. 通过化学改性手段分别将氯甲基、胺基、N-甲基咪唑等功能基引入MAR基体中，利用红外光谱、X能谱衍射、扫描电镜、激光粒度分布仪等手段对改性后的MAR进行了表征与评价。同时，通过改性前后MAR对沙棘叶中黄酮类化合物的吸附过程考察，研究了树脂参数与吸附环境参数对吸附过程及吸附效果的贡献度，并对改性MAR的吸附稳定性进行了检验。结果表明，随着MAR基体中功能基的引入，MAR的比表面积、孔结构等物理参数均有了较为明显的改善。氯甲基和胺基含量分别达到0.44和0.68 mmol•g-1时，树脂对黄酮类化合物的吸附量最佳，分别提高了46%和108%，而样品纯度分别提高了1.82倍和0.29倍。同时胺基的引入为黄酮类化合物的吸附过程提供了氢键作用力，提高了MAR的吸附效率和吸附选择性。而N-甲基咪唑功能基的引入，不仅为黄酮类化合物的吸附提供了氢键作用力，还提供了π-π作用力、色散力等一系列吸附驱动力。因此，N-甲基咪唑改性MAR对沙棘中黄酮类化合物的吸附效果优于传统功能基改性MAR。 2. 根据MAR吸附过程及结果考察，通过理论推导-模型建立-数据拟合等方法对MAR吸附过程中的吸附作用力进行了研究。由于缺乏对MAR吸附过程中多层吸附特性和吸附动态平衡特性的考虑，传统的吸附作用力模型并不能很好的解释MAR的吸附过程和结果。本研究结合现有吸附作用力理论，充分考虑MAR的吸附特性，针对MAR的吸附过程建立了多层吸附作用力模型，并针对N-甲基咪唑改性MAR的多种类吸附作用力特点建立了多层多种类吸附作用力模型。结果表明，多层吸附作用力模型不仅具有较好的实验数据拟合系数（从0.886提高到了0.992），还可以充分解释吸附过程中根据MAR中孔结构的变化被吸附物质所受到的吸附作用力也随之改变。而多层多种类吸附作用力模型在多层吸附特性的基础上可以定量的计算吸附过程中被吸附黄酮分子所受到的各吸附作用力的大小，为吸附分离过程中MAR的选择和吸附条件的控制提供了理论指导。 3. 根据MAR吸附动力学行为的考察，结合现有吸附动力学理论和多层吸附作用力理论，分别建立了充分考虑MAR物理结构特性和吸附动态平衡特性的多层吸附动力学模型；充分考虑吸附液浓度、初始平衡时间等吸附参数的多层多参数吸附动力学模型和充分考虑MAR颗粒大小参数的基于树脂尺寸的多层吸附动力学模型。结果表明，由于受到MAR孔结构和吸附过程中多层吸附作用力的影响，MAR吸附的动力学行为也分为快、中、慢、很慢等多个吸附步骤，所建立的多层吸附动力学模型不仅对实际实验数据具有较好的模型拟合相关系数，还对MAR吸附过程中的多层吸附行为给予了充分的分析和解释。同时各个多层吸附动力学模型充分考虑吸附行为参数和吸附环境参数等因素，分别就吸附液浓度(C)、吸附初始平衡时间(tie)、吸附颗粒尺寸(r)大小等因素对吸附过程的影响给出了科学的解释和预测。同时该研究根据多层系列吸附模型理论建立了用于研究吸附过程的百叶窗-海波浪吸附直观示意，为多层吸附理论的理解与应用提供了技术支持。 |
| Funding Project | 药物工艺标准研究组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/2882 |
| Collection | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 娄嵩. 大孔吸附树脂的功能基改性及其对沙棘中黄酮类化合物分离行为的研究[D]. 中国科学院研究生院,2012. |
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